Ako pevne vstúpil do nášho života Li-ion batéria s. Skutočnosť, že sa používajú takmer vo všetkých mikroprocesorových elektronikách, je už štandardom. Rádioamatéri ich teda už dávno prijali a používajú vo svojich domácich výrobkoch. Prispievam k týmto významným výhodám Li-ion batérií, ako sú malé rozmery, veľká kapacita, veľký výber exekúcie rôznych kapacít a foriem.

Najbežnejšia batéria je 18650, jej napätie je 3,7 V. Pre ktorú vyrobím indikátor vybitia.
Pravdepodobne nestojí za to hovoriť, ako nízke ich vybitie je škodlivé pre batérie žeriavu. A pre batérie všetkých druhov. Správna údržba dobíjacích batérií niekoľkonásobne predĺži ich životnosť a ušetrí vám peniaze.

Obvod indikátora nabíjania

Ak otvoríte akúkoľvek batériu mobilného telefónu, zistíte, že na vývodoch článku batérie je prispájkovaný malý plošný spoj. Ide o takzvanú schému ochrany, príp Ochranný IC.

Lítiové batérie si vzhľadom na svoje vlastnosti vyžadujú neustále monitorovanie. Pozrime sa bližšie na to, ako je schéma ochrany usporiadaná a z akých prvkov pozostáva.

Obyčajný obvod regulátora nabíjania lítiová batéria je malá doska, na ktorej je namontovaná elektronický obvod z SMD súčiastok. Obvod regulátora 1 článku („banka“) pri 3,7 V sa spravidla skladá z dvoch mikroobvodov. Jeden mikroobvod je riadiaci a druhý je výkonný - zostava dvoch tranzistorov MOSFET.

Na obrázku je doska regulátora nabíjania batérie 3,7 V.

Mikroobvod označený DW01-P v malom balení je v podstate „mozog“ ovládača. Tu je typická schéma zapojenia tohto čipu. Na diagrame je G1 článok lítium-iónovej alebo polymérovej batérie. FET1, FET2 sú tranzistory MOSFET.

Sokolevka, vzhľad a priradenie pinov čipu DW01-P.

MOSFET tranzistory nie sú súčasťou čipu DW01-P a sú vyrobené ako samostatná zostava čipu 2 MOSFET tranzistory N-typ. Zvyčajne sa používa zostava s označením 8205 a balenie môže byť buď 6-pinové (SOT-23-6) alebo 8-pinové (TSSOP-8). Zostava môže byť označená ako TXY8205A, SSF8205, S8205A atď. Nájdete tu aj zostavy s označením 8814 a podobne.

Tu je pinout a zloženie čipu S8205A v balení TSSOP-8.

Dva FET sa používajú na samostatné riadenie vybíjania a nabíjania batériového článku. Pre pohodlie sú vyrobené v jednom prípade.

Tranzistor (FET1), ktorý je pripojený na kolík OD ( Nadmerné vybitie) Čipy DW01-P, riadi vybíjanie batérie - pripája / odpája záťaž. A ten (FET2), ktorý je pripojený ku kolíku OC ( nadmerný poplatok) – pripája/odpája napájanie (nabíjačku). Otvorením alebo zatvorením príslušného tranzistora je teda možné napríklad vypnúť záťaž (spotrebič) alebo zastaviť nabíjanie batériového článku.

Pozrime sa na logiku riadiaceho čipu a celého ochranného obvodu ako celku.

Ochrana proti prebitiu.

Ako viete, prebíjanie lítiovej batérie nad 4,2 - 4,3 V je plné prehriatia a dokonca aj výbuchu.

Ak napätie článku dosiahne 4,2 - 4,3 V ( Ochranné napätie proti prebitiu – VOCCP), potom riadiaci čip uzavrie tranzistor FET2, čím zabráni ďalšiemu nabíjaniu batérie. Batéria bude odpojená od zdroja energie, kým napätie na článku neklesne pod 4 - 4,1V ( Uvoľňovacie napätie prebitia – VOCR) v dôsledku samovybíjania. Je to len vtedy, ak k batérii nie je pripojená žiadna záťaž, napríklad ak je odstránená z mobilného telefónu.

Ak je batéria pripojená k záťaži, potom sa tranzistor FET2 opäť otvorí, keď napätie článku klesne pod 4,2V.

Ochrana proti nadmernému vybitiu.

Ak napätie batérie klesne pod 2,3 - 2,5 V ( Ochranné napätie proti prebitiu – VODP), potom ovládač vypne tranzistor FET1 MOSFET - je pripojený na pin DO.

Existuje veľmi zaujímavý stav . Kým napätie na batériovom článku nepresiahne 2,9 - 3,1 V ( Uvoľňovacie napätie pri nadmernom vybití – VODR), záťaž sa úplne odpojí. Svorky ovládača budú 0V. Tí, ktorí nie sú oboznámení s logikou ochranného obvodu, môžu považovať tento stav za „smrť“ batérie. Tu je len malý príklad.

Miniatúrna Li-polymérová batéria 3,7V z MP3 prehrávača. Zloženie: riadiaci ovládač - G2NK (séria S-8261), montáž tranzistorov s efektom poľa - KC3J1.

Batéria je vybitá pod 2,5V. Riadiaci obvod ho odpojil od záťaže. Na výstupe regulátora 0V.

Zároveň, ak meriate napätie na batériovom článku, tak po vypnutí záťaže mierne vzrástlo a dosiahlo úroveň 2,7V.

Aby ovládač znovu pripojil batériu k „vonkajšiemu svetu“, teda k záťaži, napätie na batériovom článku musí byť 2,9 - 3,1 V ( VODR).

To vyvoláva veľmi rozumnú otázku.

Schéma ukazuje, že odtokové svorky (Drain) tranzistorov FET1, FET2 sú navzájom spojené a nie sú nikde spojené. Ako preteká prúd takýmto obvodom pri spustení ochrany proti nadmernému vybitiu? Ako môžeme znova nabiť „banku“ batérie, aby regulátor opäť zapol vybíjací tranzistor - FET1?

Ak sa prehrabete v technických listoch pre lítium-iónové / polymérové ​​ochranné čipy (vrátane DW01-P, G2NK), potom môžete zistiť, že po spustení ochrany proti hlbokému vybitiu je v činnosti obvod detekcie nabitia - Detekcia nabíjačky. Teda pri pripojení nabíjačka obvod zistí, že je pripojená nabíjačka a umožní proces nabíjania.

Nabíjanie na úroveň 3,1V po hlbokom vybití lítiového článku môže trvať veľmi dlho – niekoľko hodín.

Na obnovenie lítium-iónovej / polymérovej batérie môžete použiť špeciálne nástroje, napríklad univerzálnu nabíjačku Turnigy Accucell 6. O tom, ako to urobiť, som už hovoril tu.

Práve touto metódou sa mi podarilo obnoviť Li-polymérovú 3,7V batériu z MP3 prehrávača. Nabíjanie z 2,7 V na 4,2 V trvalo 554 minút a 52 sekúnd, čo je viac ako 9 hodín! Toľko môže trvať „zotavovacie“ nabíjanie.

Funkcia ochranných obvodov lítiovej batérie okrem iného zahŕňa nadprúdovú ochranu ( Nadprúdová ochrana) a skrat. Nadprúdová ochrana sa spustí v prípade prudkého poklesu napätia o určitú hodnotu. Potom mikroobvod obmedzí zaťažovací prúd. V prípade skratu (skratu) v záťaži regulátor úplne vypne, kým sa skrat neodstráni.

Obvod regulátora Li-ion batérie
Schéma ovládača lítium-iónovej batérie Zariadenie a princíp činnosti ochranného ovládača Li-ion / polymérová batéria Ak otvoríte akúkoľvek batériu z mobilného telefónu, môžete

Pravdepodobne pre väčšinu rádioamatérov sa v priebehu rokov vloží krabica, do ktorej sa zložia „na neskôr“ lítiové batérie od predčasne zosnulých (utopený, spadnutý z balkóna, ohlodaný Družhokom) mobilné telefóny a fotoaparáty. Ležia v krabici a čakajú v krídlach.. A hodina stále neprichádza. Dôvod je jednoduchý – použitie batérie v tej istej baterke to musíte urobiť regulátor nabíjania, a z nejakého dôvodu nedodali nabíjacie čipy v miestnom obchode s rádiom .. Áno, problém.

A čo má chudák rádioamatér robiť? Všetko je veľmi jednoduché – vystačíte si s „pasťou“ s tým, čo je očiam bežného užívateľa skryté. A to ochranná doska, ktorá je starostlivo ukrytá vo vnútri každej lítium ión alebo lítium-polymérová batéria. Bez nej nie je dovolené používať akumulátory v domáce prístroje vďaka výnimočnej aktivite lítia. Ak rozoberiete batéria z mobilný telefón , vo vnútri nájdeme také jednoduché zariadenie:

Tak to je ochranná doska batérie. Táto doska má dvojúrovňový komparačný čip a tranzistor s efektom poľa. Keď napätie klesne na akumulátor pod 3v alebo stúpne nad 4,25v tento komparátor vypne tranzistor a izoluje batérie od vonkajšieho sveta, čím chráni pred poškodením.

Mal som nápad pokúsiť sa využiť tieto vlastnosti ochrannej dosky na riadenie procesu nabíjanie batérie telefónu zo štandardu USB porty počítač (ktorý má ako bonus 500mA obmedzovač prúdu). Tak dostaneme polievku zo sekery. Presnejšie povedané, nabíjanie „z ničoho“. Zostáva nejakým spôsobom zobraziť priebeh (a dokončenie) procesu používateľovi nabíjanie. Nižšie je schémy tento uzol.

Funguje veľmi jednoducho. Pri pripojení k USB vstup pri nabíjanie sa spustí a rozsvieti sa Dióda vyžarujúca svetlo. Nabíjací prúd je obmedzený portom počítača a odpormi na doske. Po dosiahnutí napätia akumulátor 4,25 V spustí komparátor ochrannej dosky a preruší nabíjací obvod. LED zhasne. Pri prvej možnosti nabíjania som pomocou tlačidla spustil proces nabíjania. Ale ukázalo sa, že na prvotné otvorenie stačí 100nF kondenzátor tranzistor s efektom poľa. Obvod je veľmi jednoduchý a začína fungovať bez nastavovania.
Súbor dosky je možné stiahnuť zo sekcie "Katalóg súborov"

Ak máte pri opakovaní tohto návrhu nejaké otázky alebo nápady na jeho zlepšenie, napíšte mi online vaše myšlienky na toto.

Ako nabíjať lítium-iónovú batériu bez ovládača
Ako nabíjať lítium-iónovú batériu bez ovládača Pravdepodobne sa väčšine rádioamatérov v priebehu rokov vkladá škatuľka, do ktorej sa lítiové batérie z r.

Ak vás zaujíma, ako nabíjať lítium-iónovú batériu, tak ste na správnom mieste.

Moderné mobilné zariadenia vyžadovať offline zdroj výživa.

A to platí pre „špičkové technológie“, ako sú smartfóny a notebooky, ako aj pre ďalšie jednoduché zariadenia povedzme elektrické vŕtačky alebo multimetre.

Existuje mnoho rôznych typov batérií. Ale pre prenosné zariadenia sa najčastejšie používa Li-Ion.

Relatívna jednoduchosť výroby a nízke náklady viedli k takejto širokej distribúcii.

Prispel k tomu vynikajúci výkon, nízke samovybíjanie a veľká rezerva cyklov nabíjania a vybíjania.

Dôležité! Pre väčšie pohodlie je väčšina týchto batérií vybavená špeciálnym ovládacím zariadením, ktoré bráni nabitiu prejsť cez kritické úrovne.

Počas kritického vybitia tento obvod jednoducho prestane dodávať napätie do zariadenia a počas prebytku prijateľnú úroveň nabíjanie preruší prichádzajúci prúd.

Zároveň by po dosiahnutí nominálnych 100 % malo nabíjanie trvať ešte jeden a pol až dve hodiny.

Je to potrebné, pretože skutočná batéria bude nabitá na 70 – 80 %.

Pri nabíjaní z notebooku resp stolný počítač Upozorňujeme, že port USB nedokáže poskytnúť dostatočné množstvo vysoké napätie, preto bude proces trvať dlhšie.

Striedanie cyklov úplného a čiastočného (80-90 %) nabíjania predĺži životnosť zariadenia.

Napriek takejto inteligentnej architektúre a všeobecnej nenáročnosti dodržanie niektorých pravidiel používania batérií pomôže predĺžiť ich životnosť.

Aby batéria zariadenia „netrpela“, stačí dodržiavať jednoduché odporúčania.

Pravidlo 1: Nenechajte batériu úplne vybiť

Lítium-iónové batérie moderného dizajnu nemajú „pamäťový efekt“. Preto je lepšie ich nabiť skôr, ako príde moment úplného vybitia.

Niektorí výrobcovia merajú životnosť svojich batérií počtom nabíjacích cyklov od nuly.

Najkvalitnejšie produkty vydržia až 600 takýchto cyklov. Pri nabíjaní batérie so zostávajúcim 10-20% sa počet cyklov zvýši na 1700.

Pravidlo 2. Úplné vyprázdnenie je stále potrebné vykonať každé tri mesiace.

Pri nestabilnom a nepravidelnom nabíjaní sa priemerné štatistické značky maximálneho a minimálneho nabitia v už spomínanom ovládači strácajú.

To vedie k tomu, že zariadenie dostáva nesprávne informácie o výške nabitia.

Preventívne vypúšťanie pomôže tomu zabrániť. O úplné vybitie batéria, minimálna hodnota náboj v riadiacom obvode (regulátore) bude resetovaný.

Potom je potrebné nabiť batériu „do očných buliev“, pričom sa v stave pripojenom k ​​sieti udrží osem až dvanásť hodín.

Tým sa aktualizuje maximálna hodnota. Po takomto cykle bude batéria stabilnejšia.

Pravidlo 3. Nepoužitá batéria sa musí skladovať s malým množstvom nabitia

Pred uskladnením je lepšie batériu nabiť o 30-50% a skladovať pri teplote 15 0 C. V takýchto podmienkach je možné batériu skladovať pomerne dlho bez väčšieho poškodenia.

Plne nabitá batéria stratí počas skladovania značné množstvo kapacity.

A úplne vybité po dlhom skladovaní, zostáva len dať ho na spracovanie.

Pravidlo 4. Nabíjanie sa musí vykonávať iba s originálnymi zariadeniami

Je pozoruhodné, že samotná nabíjačka je zabudovaná do dizajnu mobilného zariadenia (telefón, tablet atď.).

Externý adaptér v tomto prípade funguje ako usmerňovač a stabilizátor napätia.

Použitie „nabíjania“ tretích strán môže nepriaznivo ovplyvniť ich stav.

Pravidlo 5. Prehriatie je škodlivé pre Li-Ion batérie

Vysoké teploty majú mimoriadne negatívny vplyv na konštrukciu batérií. Nízke sú tiež smrteľné, ale v oveľa menšej miere.

Na to treba pamätať pri používaní lítium-iónových batérií.

Batériu je potrebné chrániť pred priamym slnečným žiarením a používať v dostatočnej vzdialenosti od zdrojov tepla.

Prípustný teplotný rozsah je medzi -40 0 C a +50 0 C.

Pravidlo 6

Nie je bezpečné používať necertifikované nabíjačky. Najmä bežné „žaby“ čínskej výroby sa často vznietia počas procesu nabíjania.

Pred použitím takejto univerzálnej nabíjačky by ste mali skontrolovať maximálne prípustné hodnoty uvedené na obale.

Preto je potrebné venovať pozornosť maximálnej kapacite.

Ak je limit nižší ako kapacita batérie, potom sa v najlepšom prípade úplne nenabije.

Po pripojení batérie by sa mal rozsvietiť príslušný indikátor na tele žaby.

Ak sa tak nestane, nabitie je kriticky nízke alebo je batéria mimo prevádzky.

Keď je nabíjačka pripojená k sieti, indikátor pripojenia by sa mal rozsvietiť.

Za dosiahnutie maximálneho nabitia je zodpovedná ďalšia dióda, ktorá sa aktivuje vo vhodných podmienkach.

Tipy na používanie lítium-iónových batérií

Ako nabíjať a udržiavať lítium-iónovú batériu: 6 jednoduché pravidlá

Ako nabíjať a udržiavať lítium-iónovú batériu: 6 jednoduchých pravidiel
Ako nabíjať a udržiavať lítium-iónovú batériu: 6 jednoduchých pravidiel Ak vás zaujíma, ako nabíjať lítium-iónovú batériu, ste na správnom mieste. Moderné mobilné zariadenia

Každý pozná výhody lítiových batérií - v prvom rade je to vysoká hustota energie, nízka hmotnosť a absencia "pamäťového efektu". Za zmienku stojí aj potenciál jednej lítiovej batérie. (3,6 V) je trikrát vyššia ako u jednej NiCd alebo NiMH batérie (1,2 V).

Lítiové batérie však majú množstvo funkcií, ktoré neumožňujú ich bezpečné používanie bez špeciálnych riadiacich systémov. Tieto systémy sa nazývajú regulátory nabíjania a vybíjania. V dnešnom priemysle existujú vysoko integrované mikroobvody pripravené vykonávať tieto funkcie. Ako sa však ukázalo, nie sú k dispozícii na masové použitie. Nepredávajú sa v predajniach rádiových súčiastok po kusoch. Musia byť objednané od spoločností špecializujúcich sa na zásobovanie elektronické komponenty pre podniky a opravovne. A minimálna dávka v tomto prípade je od 10 kusov (to je najlepšie).

To všetko nás podnietilo vyvinúť náš ovládač na diskrétnych prvkoch dostupných v akomkoľvek provinčnom obchode s rádiami.

Pri vybíjaní lítiovej batérie. musíte ovládať jeho napätie a silu prúdu v obvode.

Napätie na nabitej lítiovej batérii. je 4,2V, nie 3,6V ako je na ňom napísané. Do 3,6V klesá pri zaťažení blízkom kapacite batérie. Regulácia napätia nie je dávať batériu. výboj pod 3V. Táto hranica sa pohybuje v rozmedzí 0,5 V v závislosti od chemického zloženia a geometrického tvaru batérie. Vybitie batérie. pod 3V, vedie k nevratným chemickým procesom vo vnútri batérie, čo ju robí nevhodnou na ďalšie použitie.

Na riadenie sily prúdu v obvode je potrebné zabezpečiť vypínací mechanizmus podobný stroju, ktorý je v elektrickom paneli v každom byte. Tie. musí chrániť pred skratom a vypnúť pri prekročení určitého prúdu v obvode. Vo všeobecnosti maximálny vybíjací prúd, ktorý môže batéria dodať. rovná jeho kapacite. Napríklad akumul. s kapacitou 2A h dokáže bezpečne dodať prúd 2A. Práca na batérie pri prúdoch presahujúcich jeho kapacitu je to možné v krátkodobých režimoch, alebo v normálnom režime, ak je to uvedené v dokumentácii výrobcom batérie. V prípade skratu lítiová batéria môže vybuchnúť! Buď opatrný!

Viac o chemických procesoch, režimoch nabíjania a vybíjania lítiových batérií. si môžete prečítať tu Príručku Panasonic Lithium Ion (v angličtine).

Všetko to začalo tým, že sa mi v notebooku vypla batéria. Notebook mal dva roky, z batérie. skoro to nefungovalo - vždy bol pripojený k sieti. Ako mi bolo neskôr povedané, toto môže byť príčinou zlyhania batérie. Tie. nebola to pomaly vybíjajúca batéria. s poklesom kapacity, naopak, notebook z neho fungoval päť hodín, len jeden pekný deň, nezapol sa z batérie a hotovo. V systéme Windows už nie je rozpoznaná batéria a dospel som k záveru, že vstavaný ovládač batérie vyhorel. batérie. Po rozobratí batérie sme videli 6 prvkov, skombinovaných 2 do 3 článkov so sériovo-paralelným zapojením.

Meraním napätia na každom článku sme sa uistili, že sú nabité. To opäť potvrdilo verziu zlyhania ovládača. Pri vonkajšej obhliadke ovládača nebolo zistené žiadne viditeľné poškodenie. Odmietol som myšlienku opravy ovládača ako zložitú (na fórach ľudia písali o spájkovaní a programovaní procesora ovládača). Vo všeobecnosti zložitosť tohto ovládača urobila silný dojem. Ktovie, čo tam skutočne vyhorelo?

Preto som si objednal nová batéria, ale rozhodol som sa to urobiť neskôr. Ale márne!

Po dvoch mesiacoch som sa o ne postaral. Vytrhol som prvky z puzdra, odpojil ich od ovládača, zmeral na nich napätie a bol som veľmi prekvapený - 4 prvky boli úplne vybité! A na ďalších dvoch bolo napätie asi 1V. Zrejme poškodený ovládač cez seba úplne vybil 2 články.

Podľa návodu batéria. vybitý pod 3V, bolo potrebné nabíjať prúdom 0,1 z kapacity. Tieto 4 prvky nebolo možné nabiť. Žiadny tanec na tamburíne, mrazenie a rozmrazovanie, klopkanie atď. nepomohlo. Musel som ich vyhodiť. Toto je hlboké nadmerné vybitie, ktoré zabíja lítiové batérie. Zvyšné dva prvky boli úspešne nabité.

Prvky boli označené Sanyo UR18650FM 2.6AH. Hneď je jasné, že kapacita prvku je 2,6 Ah a vyrába ho japonská korporácia Sanyo. Hľadanie na webovej stránke spoločnosti nás priviedlo k dokumentu s názvom . Chýba len písmeno M na konci. Dokument sa ukázal byť veľmi zaujímavý. Obsahovalo to technické údaje akumulátor s kapacitou 2,5 Ah, rozmerovo sa zhodoval s našimi.

Keď sme sa rozhodli použiť tento dokument ako návod na akciu, začali sme navrhovať náš regulátor vybíjania.

Z grafu „charakteristiky vybíjania“ (charakteristiky dynamiky vybíjania) vysvitlo, že prvok umožňuje vybíjanie až 2,7V a prúd 2C, t.j. dvojnásobná kapacita. V súlade s tým náš prvok s kapacitou 2,6A h môže produkovať 5,2A.

regulátor vybíjania

Po komplexnej analýze tohto dokumentu a ďalšej referenčnej literatúry vytvoril Skvortsov Vladimir Nikolaevič (nezamieňať so Starlingom) ovládač na prácu s jedným alebo dvoma lítiovými článkami. Regulátor chráni články pred skratom a nadmerným vybitím.

Obvod regulátora znázornený na obrázku poskytuje odpojenie záťaže, keď napätie batérie klesne na 6V (3V pre každý prvok). Skrat sa považuje za silu prúdu nad 4A.

Ak chcete použiť regulátor s jedným prvkom (vypnutie pri 3V), musíte vybrať (zvýšiť) odpor R1 - je zodpovedný za prah odozvy pri poklese napätia. Musíte tiež vziať do úvahy jednotlivé charakteristiky tranzistora VT1 (tolerancia% odchýlka).

Na ovládanie sily prúdu sa vyberie odpor R7. Čím je jeho hodnota menšia, tým väčší prúd regulátorom prechádza.

Ako tranzistor VT3 môžete použiť akýkoľvek výkonný tranzistor s efektom poľa s prúdovou rezervou 3-násobku kapacity batérie, napríklad 15N03.

Princíp a režimy činnosti regulátora

Zapnutie, normálny režim

Po pripojení batérie dvoch nabitých batérií (8,4V) sa otvorí tranzistor VT4. V dôsledku základného prúdu cez R4 sa napätie na emitore VT4 stane približne 0,7 V. Rezistor R4 tiež udržuje VT2 zatvorený.

Keď sa otvorí VT4, cez delič R1-R2 začne pretekať prúd, ktorý vytvorí pokles napätia na R1 a VT1 sa otvorí. Napätie na jeho odtoku sa blíži k napätiu na batérii. Cez odpor R3 sa privádza do brány VT3 a otvára sa. V tomto prípade je batéria "-" cez R7 a otvorený VT3 pripojená k výstupnej svorke "-". Ovládač sa zapol.

Ochrana proti nadmernému vybitiu

Keď napätie batérie batéria dosiahne 6V (3V na každom prvku), napätie na deliči R1-R2 sa zníži, napätie na bráne VT1 tiež klesne na prah zatvorenia, VT1 sa uzavrie. Uzávierka VT3 je pripojená cez R5 k "-" batérii. batérie, takže VT3 sa tiež zatvára. Záťaž je vypnutá. Na privedenie ovládača do počiatočný stav musíte odpojiť záťaž a nabiť batériu.

Pri testovaní zostavený obvod musíte k nemu pripojiť aspoň nejaké minimálne zaťaženie, napríklad LED diódy. Ochranný mechanizmus funguje len s pripojenou záťažou, navyše LED diódy budú zreteľne indikovať odpojenie záťaže.

Ochrana proti skratu

Skratový prúd sa nastavuje pomocou R7. Čím je jeho hodnota menšia, tým väčší prúd regulátorom prechádza. Obvod na obrázku 1 používa 0,1 ohmový odpor. S takýmto odporom regulátor umožňuje prúd do 4A, väčší prúd sa považuje za skrat. Pri práci pri vysokých prúdoch musí mať odpor R7 dostatočný výkon - minimálne 1W.

Pri prekročení prípustný prúd, pokles napätia na R7 + pokles napätia na zdroji - odtok VT3 sa zvyšuje na úroveň otvorenia VT2. Open VT2 spája bránu VT3 s "-" batériou, VT3 sa zatvára. Odtok VT3, ako aj základňa VT4 a brána VT2 sú pripojené k „+“ batérie cez záťaž. VT4 sa zatvára, napätie na deliči R1-R2 je asi 0, VT1 sa tiež zatvára. Záťaž je vypnutá. Aby ste ovládač dostali do pôvodného stavu, musíte odpojiť záťaž.

Vytlačená obvodová doska

Dosku plošných spojov vo formáte Sprint-Layout 4 je možné stiahnuť vo formáte rar, 5Kb.

Ak tento program nemáte, môžete si ho stiahnuť vo formáte rar, 1Mb.

Rozmery zariadenia (30 x 16 mm) boli zvolené pre možnosť jeho inštalácie do konca batérie. batérie.

Fotografie zariadenia

Upozorňujeme, že základňa tranzistora VT4 (KT3107) a hradla VT2 (2SK583) sú vodiče na zadnej strane vytlačená obvodová doska.

Príprava batérie

Nepoužívajte batérie v tom istom zariadení odlišné typy a pečiatky. Je lepšie a bezpečnejšie nájsť rovnaké prvky.

Pri použití dvoch prvkov musíte vyvážiť ich počiatočný potenciál – t.j. mali by mať rovnaké napätie. Za týmto účelom pripojte ich záporné póly (mínusy) priamo a kladné póly cez odpor 30 Ohm. Výkon odporu je 1 alebo 2 watty. Potom musíte zmerať napätie na svorkách odporu. Ak je viac ako 10 milivoltov, musíte počkať. Musíte počkať asi deň. Ukazuje sa, že viac nabitá batéria sa pomaly vybíja cez odpor na menej nabitú. To. napätie sa vyrovná. Vyvážené prvky je možné zapájať priamo bez odporu - sériovo alebo paralelne.

Malé objasnenie sériového pripojenia. Z výroby integrované regulátory vybíjania monitorujú napätie na každom zo sériovo zapojených prvkov. Náš regulátor riadi iba celkové výstupné napätie. Merania ukázali, že pri použití vyvážených článkov je rozdiel napätia medzi článkami 5 - 8 milivoltov. To je úplne prijateľné. Preto nie je potrebné inštalovať samostatný ovládač na každý prvok.

nábojová teória

Továrenské regulátory nabíjania riadia napätie, prúd a čas nabíjania, vyberajú normálny alebo jemný režim. Ak je napätie na článku vyššie ako 3V, nabíja sa normálne. Proces nabíjania v tomto prípade prebieha v 2 fázach:
Stupeň 1 - nabíjanie jednosmerným prúdom (Konštantný prúd - CC);
2. stupeň - nabíjanie konštantným napätím (Constant voltage - CV).

Maximálny nabíjací prúd závisí od kapacity (C) batérie, spravidla je 0,7C alebo 1,0C. Pre naše články bol nabíjací prúd uvedený v dokumente a rovnal sa 0,7 C. Nabíjacie napätie 4,2V (pre jeden článok).

Napájací zdroj na nabíjanie jednej batérie musí mať napätie 4,2 V a poskytovať prúd 0,7 C (kde C je kapacita batérie, v našom prípade 2,6 0,7 \u003d 1,82 A). Ak sú prvky zapojené do série, potom sa nabíjacie napätie zdvojnásobí - 8,4V. Ak je to paralelné, sila prúdu sa zdvojnásobí 2 0,7 C \u003d 1,4 C a napätie zostane 4,2 V.

Graf charakteristík nabíjania zobrazuje obe fázy nabíjania. V prvej fáze cez batériu. prejsť prúdom 0,7C. Tu ide hlavne o to, aby prúd neprekročil túto hodnotu. Súčasne sa napätie na prvku postupne zvyšuje z 3 na 4,2V. Tento stupeň sa nazýva konštantný prúd (CC), čo znamená, že kým napätie stúpa, prúd zostáva konštantný.

Prvý stupeň končí, keď napätie na prvku dosiahne 4,2V. Označuje to červené číslo 1 na grafe. Od tohto momentu začína druhá etapa - konštantné napätie (CV). To znamená, že napätie zostáva konštantné na 4,2 V a prúd postupne klesá na mizivo malú hodnotu. Okamih začiatku poklesu sily prúdu je na grafe označený červenou číslicou 2.

Ako vidno z grafu, 80 % prírastku kapacity pripadá na prvý stupeň.

Továrenské ovládače považujú nabíjanie za ukončené, keď prúd klesne na vopred stanovenú hodnotu - spravidla je to 0,1 C. V našom grafe je to 50 miliampérov. Niektoré továrenské ovládače tiež monitorujú čas nabíjania. Ak sa batéria do určitého času úplne nenabije (prúd neklesne na požadovanú hodnotu), regulátor tiež zastaví nabíjanie. Čas nabíjania závisí od kapacity a nabíjacieho prúdu a je uvedený v dokumentácii. Pre našu batériu sú to 3 hodiny pri sile prúdu 0,7C.

Režim jemného nabíjania zvolí ovládač, ak bolo napätie na batérii nižšie ako 3V. Takýto prvok sa považuje za hlboko vybitý a musí sa opatrne nabíjať. V tomto prípade sa nabíjanie začína od fázy predbežného nabíjania. V tejto fáze je nabíjací prúd nastavený na 0,1 kapacity (0,1C). S týmto prúdom sa napätie na prvku pomaly zvyšuje na 3V. A potom je všetko ako obvykle.

Ak používate servisné prvky a nevybíjate ich pod 3V, môžete si úplne vystačiť s improvizovanými prostriedkami. K tomu potrebujete napájací zdroj s napätím 4,2 alebo 8,4 V a prúdovým obmedzením. Koniec nabíjania je možné sledovať podľa sily prúdu alebo ho nemožno sledovať vôbec, ale po 2 alebo 3 hodinách vypnite napájanie.

V blízkej budúcnosti zverejníme spôsoby, ako zdokonaliť konvenčné napájacie zdroje, aby spĺňali vyššie uvedené charakteristiky.

Pokračovanie nabudúce…

Vývoj zariadenia a dosky plošných spojov - Skvortsov Vladimir Nikolaevich
Vyjadrenie problému, predloženie a návrh materiálu - Ugreninov Vitaly
Tyumen-Kosmopoisk, 2009

Použité zdroje

Mini - USB nabíjanie Spoločná technická skupina TEGIR. expedičnú energiu.

Lítium-iónová príručka Panasonic industrial

UR18650F Technické údaje SANYO Mobile Energy Company

Lítium-iónová batéria SANYO Mobile Energy Company

Pokrok ide dopredu a lítiové batérie čoraz viac nahrádzajú tradične používané NiCd (nikel-kadmiové) a NiMh (nikel-metal hydridové) batérie.
Pri porovnateľnej hmotnosti jedného článku má lítium veľkú kapacitu, navyše napätie článku je trikrát vyššie – 3,6 V na článok, namiesto 1,2 V.
Náklady na lítiové batérie sa začali približovať bežným alkalickým batériám, hmotnosť a veľkosť sú oveľa menšie a okrem toho sa môžu a mali by sa nabíjať. Výrobca hovorí, že vydrží 300-600 cyklov.
Existujú rôzne veľkosti a vybrať si tú správnu nie je ťažké.
Samovybíjanie je také nízke, že roky ležia a zostávajú nabité, t.j. zariadenie zostane funkčné, keď je to potrebné.

„C“ znamená kapacitu

A môžete si vyrobiť jednoduchú alebo nie veľmi jednoduchú nabíjačku, v závislosti od vašich skúseností a schopností.

Schéma jednoduchej nabíjačky na LM317

Ryža. 5.

Požadovaný nabíjací prúd pre konkrétnu lítium-iónovú (Li-Ion) a lítium-polymérovú (Li-Pol) batériu sa volí zmenou odporu Rx.
Odpor Rx približne zodpovedá nasledovnému pomeru: 0,95/Imax.
Hodnota odporu Rx uvedená v diagrame zodpovedá prúdu 200 mA, je to približná hodnota, závisí aj od tranzistora.

V závislosti od nabíjacieho prúdu a vstupného napätia je potrebné zabezpečiť radiátor.
Vstupné napätie musí byť aspoň o 3 volty vyššie ako napätie batérie pre normálnu prevádzku stabilizátora, čo je pre jednu banku? 7-9 V.

Schéma jednoduchej nabíjačky na LTC4054

Ryža. 6.

Ryža. 7. Tento malý 5-nohý čip je označený „LTH7“ alebo „LTADY“

Nebudem zachádzať do najmenších detailov práce s mikroobvodom, všetko je v datasheete. Popíšem len najviac potrebné vlastnosti.
Nabíjací prúd až 800 mA.
Optimálne napájacie napätie je od 4,3 do 6 Voltov.
Indikácia nabitia.
Ochrana proti skratu na výstupe.
Ochrana proti prehriatiu (zníženie nabíjacieho prúdu pri teplotách nad 120°).
Nenabíja batériu, keď je napätie na nej nižšie ako 2,9 V.

Nabíjací prúd je nastavený odporom medzi piatym výstupom mikroobvodu a zemou podľa vzorca

I=1000/R,
kde I je nabíjací prúd v ampéroch, R je odpor odporu v ohmoch.

Indikátor vybitia lítiovej batérie

Ryža. osem.

Nuance trvanlivosti

Prevádzka a bezpečnostné opatrenia

Nedodržanie prvých troch bodov vedie k požiaru, zvyšok - k úplnej alebo čiastočnej strate kapacity.

Z praxe dlhoročného používania môžem povedať, že kapacita akumulátorov sa mení málo, no zvyšuje sa vnútorný odpor a akumulátor pri vysokých odberných prúdoch začína časom menej pracovať - ​​zdá sa, že kapacita klesla.
Preto väčšinou dávam väčšiu kapacitu, čo rozmery prístroja umožňujú a celkom dobre fungujú aj staré plechovky, ktoré majú desať rokov.

Pre nie veľmi vysoké prúdy sú vhodné staré článkové batérie.

Kde používam lítiové batérie

Malé baterky som dal do detských hračiek, hodiniek a pod., kde boli z výroby 2-3 "tabletové" prvky. Tam, kde je potrebné presne 3V, pridám jednu diódu do série a vyjde to tak akurát.

Dal som tam LED baterky.

Namiesto drahej a malokapacitnej Krony 9V som do testera nainštaloval 2 plechovky a zabudol som na všetky problémy a náklady navyše.

Vo všeobecnosti to dávam všade, kde sa ukáže, namiesto batérií.

Kde kúpim lítium a užitočnosť k téme

Na úkor kapacity Číňania väčšinou klamú a je to menej ako napísané.

Čestný Sanyo 18650